JP5959512B2 - ハイブリッド型自動車両用の二重遊星歯車列付きパワートレイン - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド型自動車両を駆動するパワートレインに関する。

既に知られているように、この種の自動車両は、トラクション／推進駆動手段として、変速装置付き内燃熱機関と、１つまたは２つ以上のバッテリーなどの電源に接続された回転電気機械と、を、単独でまたは組み合わせて用いるパワートレインを有する。

この組み合わせは、この自動車両の性能を、特に、大気への排出物質の放出を減らすこと、そして燃料消費を減らすことによって、最適化する利点がある。

したがって、自動車両が、都市部におけるように、排気ガスと騒音の発生を抑えつつ、広い速度範囲にわたって大きなトルクで駆動されるとき、電気機械が、この自動車両を駆動するのに使用されるのが望ましい。

他方で、熱機関が、大きな駆動パワーと広い動作範囲が要求される用途のためにこの自動車両を駆動するのに使用される。

ハイブリッド自動車両も、特に米国特許６３４４００８号明細書において提案されており、この特許では、変速装置の一部が、自動車両をその駆動車軸を経て駆動するために、クラウンと、太陽歯車と、遊星歯車担体を有する遊星歯車列を含んでいる。

この種の遊星歯車列では、様々な要素の回転方向を制御するのが難しく、所望の方向とは違う方向に行くことがあり得る。これは、この遊星歯車のスムーズな作動を害する寄生的な応力と負荷トルクを引き起こす。

本出願人によって出願された仏国特許出願公開第１０／００１２８号明細書により良く記載されているように、この変速装置は、複数の一方向カップリングと複数の制御されたクラッチが配置された遊星歯車列を設置し、電気機械と自動車両の車軸の間に可変速度伝達装置を配置することによって改良された。

継続的な改良を目指して、本出願人は、自動車両が電気機械によって様々なギア比で駆動されるのを可能にしつつ、可変速度伝達装置を簡略化することによって、それをさらに完全なものにした。

したがって、本発明は、電気機械と、熱機関と、それぞれ制御されたクラッチによって熱機関のシャフトと、一方向カップリングによって自動車両の固定部分に接続された太陽歯車とクラウンを備えた遊星歯車列を含む変速装置と、運動を駆動車軸に伝達する運動伝達トラックと、を有する、ハイブリッド型自動車両用パワートレインに関し、それが、遊星歯車列を運動伝達トラックに接続する他の遊星歯車列を有することを特徴とする。

パワートレインは、追加の遊星歯車列の要素の少なくとも１つによって支持された少なくとも１つの制御されたカップリングを有してよい。

パワートレインは、エンジン遊星歯車列の要素の少なくとも１つによって支持された少なくとも１つの制御されたカップリングを有しよい。

制御されたカップリングは、エンジン遊星歯車列のクラウンによって支持されていてよい。

制御されたカップリングは、アクチュエータと、前記アクチュエータと連結される少なくとも１つのカップリング面を有してよい。

カップリング面は、パワートレインの固定部分によって支持されていてよい。

カップリング面は、他の遊星歯車列の要素の１つによって支持されていてよい。

カップリング面は、他の遊星歯車列の遊星歯車担体によって支持されていてよい。

アクチュエータは、他の遊星歯車列の構成要素の１つによって支持されていてよい。

アクチュエータは、他の遊星歯車列のクラウンによって支持されていてよい。

アクチュエータは、他の遊星歯車列の太陽歯車によって支持されていてよい。

機械遊星歯車列と他の遊星歯車列が互いに同軸に配置されていてよい。

有利なことに。パワートレインは、エンジンシャフトと遊星歯車列の１つのクラウンの間に接続される、エンジンシャフトと平行な回転運動伝達トラックを有してよい。

回転運動伝達トラックは、シャフトとクラウンに接続される回転連結手段を支持する伝達シャフトを有してよい。

回転運動伝達トラックは、一方向カップリングによって互いに接続された２つの半シャフトを有してよい。

一方向カップリングは、フリーホイールを有するのが望ましい。

シャフトと接続される連結手段は、歯車を有してよい。

クラウンと接続される連結手段は、前記クラウンの細長片によって支持された外歯と協働する歯付きホイールを含んでよい。

伝達シャフトは、エンジンシャフトと平行に配置されてよい。

伝達シャフトは、前記パワートレインの固定部分によって支持された軸受によって支持されていてよい。

ハイブリッド自動車両駆動システムに適用された、本発明によるパワートレインを示す図である。 図１のパワートレインの他の変形例を示す図である。 図１のパワートレインの他の変形例を示す図である。 図１のパワートレインの他の変形例を示す図である。 図１のパワートレインの他の変形例を示す図である。 図１のパワートレインの他の変形例を示す図である。 図１のパワートレインの他の変形例を示す図である。 図１のパワートレインの他の変形例を示す図である。 図１のパワートレインの他の変形例を示す図である。

本発明の他の特徴および利点は、非限定的な例によって与えられる以下の説明を、添付の図面を参照して読むことによって明らかになる。

図１において、パワートレインは、熱機関１０、特に、内燃エンジンと、変速装置１４と、有利には差動ブリッジ２０によって自動車両の駆動車輪１８を駆動することができる駆動車軸１６を有する。ここで熱機関１０はこのエンジンのクランクシャフトからのエンジンシャフト１２を有している。

以下に説明するように、エンジンシャフト１２は入力シャフトの機能も果たすが、簡単のために、このシャフトを、それをトランスミッション装置の他のシャフトから区別できるようにするために単にエンジンシャフトと呼ぶ。

パワートレインは、自動車両を駆動する電気モータとして、または発電機、特にバッテリー（不図示）を充電する交流発電機として動作することができる、ロータ２４を備えた電気機械２２をも有している。

変速装置１４は、２つの制御されたクラッチ２８、３０と、フリーホイール３２、３４のような２つの自動一方向カップリングを備えた、熱機関遊星歯車列と呼ぶ主遊星歯車列２６を有している。

もっと正確に言えば、エンジン遊星歯車列２６は、外歯付き細長片３８を有し、フランジ４０で支持された太陽歯車３６を有している。このフランジは、太陽歯車シャフトと呼ぶ中空のシャフト４２上に固定して取り付けられている。中空のシャフト４２は、エンジンシャフト１２に対して自由に回転するがエンジンシャフト１２に対して並進できないようにエンジンシャフト１２を覆っている。このシャフトの自由端４４は自動車両のパワートレインの固定部分４８によって支持された軸受４６上に、太陽歯車フリーホイールと呼ぶ一方向カップリング３２を介して載っている。

このトレインは、太陽歯車と同心に配置された内歯付きリング５２を有するクラウン５０と、クラウンシャフトと呼ぶ中空のシャフト５６に接続されたシェル５４をも有し、このシェル５４は、太陽歯車の中空のシャフト４２を囲み、シャフト４２に対して自由に回転するが、シャフト４２に対して並進できない。このクラウンは、クラウンフリーホイールと呼ぶ一方向カップリング３４によって自動車両のパワー・トレインの固定部分４８に外側から接続されている。

勿論、２つのフリーホイール３２と３４は、クラウン５０と太陽歯車３６が同じ方向にだけ、望ましくはエンジンシャフト１２と同じ方向に回転できるように配置されている。

最後に、このエンジン遊星歯車列は、互いに同じ角度間隔（ここでは１２０°）に配置され、クラウンと太陽歯車と噛み合っている、外歯付きのホイールの形態の、有利には３つの遊星歯車６０を備えた遊星歯車担体５８を有している。

したがって、クラウンのリング５２と、太陽歯車の細長片３８と、遊星歯車６０と、は同じ平面、ここでは図１で見て垂直な面に配置されている。

これらの遊星歯車は各々水平ピン６２によって支持される一方、自由に回転するが、その上を並進することはできない。これらの遊星歯車ピンは、太陽歯車シャフト４２の上を自由に回転しつつ、太陽歯車シャフト４２を囲む、遊星歯車担体シャフトと呼ぶ管状のシャフト６６に連結された垂直壁６４に接続されている。

太陽歯車とクラウンシャフトの自由端は各々制御されたカップリング２８と３０を、望ましくは摩擦クラッチを支持している。

したがって、太陽歯車クラッチと呼ぶクラッチ２８は、太陽歯車シャフト４２上を、回転不能に、しかし自由に並進するように支持された摩擦板６８を有している。この摩擦板は、エンジンシャフト１２上を並進不能で回転不能に取り付けられた反応板７０と、加圧板７２に対して並進可能で、加圧板７２とともには回転不能の加圧板７２と、の間に強く押されることが意図されている。この加圧板の軸方向の変位は、ここではパワートレインの固定点７８上で揺動するレバー７６の形態の係合解除アクチュエータ７４によって制御される。

加圧板７０は、摩擦板６８と同軸で、クラウンクラッチと呼ぶ他のクラッチ３０に属する他の摩擦板８０を、回転不能で軸方向に自由に並進するように支持する水平壁７８によって、圧力板７０の周辺を越えて延びている。

この摩擦板は、クラウンシャフト５６の自由端上を並進不能で回転不能に取り付けられた反応板８２と、他の係合解除アクチュエータ８６の作用によって軸方向に並進して動くことができる加圧板８４と、の間に強く押されている。前に述べたように、このアクチュエータはパワートレインの固定点上を揺動するレバー８８の形態をとる。

図１によくわかるように示されているように、遊星歯車担体５８の垂直壁６４は、平坦な垂直リング９０によってその周辺を越えて延び、垂直リング９０から内歯付き水平細長片９２が配置されている。したがって、このリングとこの細長片は、この明細書の以下の説明において機械遊星歯車列と呼ぶ他の、追加の遊星歯車列９６のクラウン９４を形成している。

エンジン遊星歯車列２６と同軸に配置され、太陽歯車シャフト４２を囲むこの機械遊星歯車列９６は遊星歯車担体９８を有しており、この遊星歯車担体９８は有利なことに、遊星歯車ピン１０２によって支持され、互いに同じ角度間隔（ここでは１２０°）で配置され、クラウン９４の細長片９２の歯と噛み合う、外歯付きのホイールの形態の３つの遊星歯車１００を有している。

これらの遊星歯車は、外歯付きの細長片１０６を有し、フランジ１０８によって支持された太陽歯車１０４とも噛み合っている。このフランジは、エンジン遊星歯車列２６の太陽歯車シャフト４２に対して自由に回転するが並進不能に太陽歯車シャフト４２を囲む、追加の太陽歯車シャフトと呼ぶ管状のシャフト１１０上に固定して取り付けられている。管状のシャフト１１０の自由端は、電気機械のロータ２４によって固定支持された他の歯付きホイール１１４と協働する歯付きホイール１１２を固定支持している。

勿論、熱機関遊星歯車列２６に関してと同様に、クラウン９４の細長片９２と、太陽歯車の歯付き細長片１０６と、遊星歯車１００は同じ平面、ここでは図１で見て垂直な面内に配置されている。

遊星歯車ピン１０２は、管状の太陽歯車シャフト１１０に対して自由に回転するが、並進不能な太陽歯車シャフト１１０を囲む管状の軸受１１８を有する遊星歯車担体に属するプレート１１６によって支持されている。

この軸受１１８は、駆動車軸１６に連結された他の歯付きホイール１２２と協働する歯付きホイール１２０を固定支持している。このように、２つの歯付きホイールのこの組立て体は、機械遊星歯車列９６と車軸１６の間の運動伝達トラックを構成している。

遊星歯車列９６は、クラウン９４がプレート１１６にまたはパワートレインの固定部分４８に接続されるのを可能にする制御されたカップリング１２４も支持している。

有利には、このカップリングは、２つの噛み合い位置（１、２）と中立位置（Ｎ）を備えたクローアクチュエータ１２６を有している。このアクチュエータは、クラウン９４の細長片９２の外壁によって回転不能で、その上を軸方向に並進して移動可能に支持されている。このアクチュエータは、パワートレインの固定部分によって支持された固定カップリング面１２８、またはプレート１１６の周辺端によって支持された他のカップリング面１３０と協働することが意図されている。

したがって、アクチュエータは、アクチュエータのパワートレインの固定部分１２８（位置１）との結合、またはプレート１１６（位置２）との結合を可能にするか、または２つのカップリング面のいずれとも連結されることなく、アクチュエータを中立位置（位置Ｎ）に持ってくる制御手段１３２によって制御される。

次に、パワートレインの様々な構成を、使用されるトラクション／推進モードと、熱機関と電気機械の動作の少なくともいずれかにしたがって説明する。

自動車両が、特に自動車両の駆動機械として、電気機械２２だけが使用される電気走行モードで動作している間、クラッチ２８と３０の両方ともイナクティブで、アクチュエータ１２６は中立位置（Ｎ）にあり、２つのカップリング面１２８または１３０のいずれとも噛み合っていない。

電気機械２２に電気が供給されるや否や、そのロータ２４は回転駆動させられ、この機械は電気モータとして働く。この回転運動はロータ２４の歯付きホイール１１４を介して歯付きホイール１１２に伝達される。

この構成から、アクチュエータ１２６は、自動車両の駆動車軸１６を回転駆動するように位置１または２の一方において制御される。

位置１では、アクチュエータは、電気機械遊星歯車列９６のクラウン９４を回転しないようにすることによって、固定部分のカップリング面１２８と噛み合っている。したがって、歯付きホイール１１２の回転運動は太陽歯車シャフト１１０によって太陽歯車１０４に伝達される。この回転は次に、クラウン９４が回転しないことを考えると、遊星歯車担体を回転駆動する間、クラウンと噛み合う遊星歯車１００に伝達される。この回転運動は次に、管状の軸受１１８によって運動伝達トラックの歯付きホイール１２０に伝達される。噛み合いによって車軸歯付きホイール１１２と協働するこの歯付きホイールの回転は次に、自動車両の車輪１８を駆動するように車軸１６に伝達される。

このように、自動車両は、電気トラクション／推進によって狭い範囲のギア比のみで前進ギアおよび後退ギアで駆動される。

さらに、自動車両を減速する場合、電気エネルギーを回収することができ、電気機械２２は自動車両の車輪の回転の作用と、太陽歯車１０４の歯付きホイール１２２、１２０、１１２、１１４の作用と、遊星歯車１００の作用によって回転駆動させられる。このことは、電気機械が、発電機として、特にバッテリーを再充電するように動作させられることを可能にする。

クローアクチュエータ１２６がプレート１１６のカップリング面１３０（位置２）と噛み合っていると、クラウン９４はクローアクチュエータ１２６に、回転するように連結される。太陽歯車１０４の回転は遊星歯車１１０に伝達され、遊星歯車１１０はそれをクラウン９４に伝達する。プレート１１６との連結によって、このクラウンの回転は、自動車両の車輪を回転駆動しつつ、車軸の歯付きホイール１２２と協働する歯付きホイール１２０に再伝達される。

この構成では、太陽歯車シャフト１１０、プレート１１６の軸受１１８、そしてクラウン９４に連結された遊星歯車担体５８の軸受６６は同じ速度で回転する。

同じ機能を果たすことができるようにするために、そして本発明の範囲から外れることなく、機械遊星歯車列９６の３つのシャフトの２つを、クラウン９４と遊星歯車担体９８を連結することによって、またはクラウン９４と太陽歯車１０４を連結することによって、または遊星歯車担体９８と太陽歯車１０４を連結することによって、噛み合わせることも可能である。

遊星歯車ピン６２によってクラウン９４に連結されたエンジン遊星歯車列２６の要素は自由に回転し、クラッチ２８と３０はイナクティブであるので、クラウン９４の回転は全く自由であることがわかる。

したがって、自動車両は、前進ギアでの自動車両の減速時の起こりうるエネルギー回収を伴って、広い範囲のギア比にわたって電気トラクション／推進によって駆動される。

アクチュエータ１２６が中立位置（Ｎ）にあると、前進ギアでの自動車両のトラクション／推進は狭い範囲のギア比によって行われる。その理由は、クラウン９４の不動が、フリーホイール３４と３２の作用によって、エンジン遊星歯車列２６のクラウン５０と太陽歯車３６の回転停止によって得られるからである。

自動車両が、アクチュエータ１２６が中立位置にある構成で停止しているときに熱機関をスタートさせるために、（全ての自動車両が備えている）駐車ブレーキをオンにし、機械遊星歯車列９６は回転がロックされ、クラッチ２８と３０はアクティブ位置に置かれる。

したがって、一方で、電気スターターとして使用される電気機械２２で熱機関１０をスタートさせ、他方で、この場合、熱機関によって駆動される発電機として電気機械２２を用いて再充電することができる。

エンジン１０をスタートさせるために、機械２２がバッテリーによって供給され、その機械２２がロータ２４を回転駆動させる。この回転は、歯付きホイール１１４と１１２によって太陽歯車１０４を駆動し、太陽歯車１０４は遊星歯車１００によってクラウン９４を駆動する。２つのクラッチ２８と３０は閉じられているので、クラウン９４はエンジン遊星歯車列２６の要素全てを遊星歯車担体５８によって駆動し、これらの要素は熱機関１０のシャフト１２を駆動する。

したがって、このことは、熱機関が、電気機械２２の作用のもとでそのシャフト１２の回転によってスタートするのを可能にする。

もちろん、熱機関がスタートするや否や、係合解除アクチュエータ７４と８６の少なくとも一方を、クラッチ２８と３０の少なくとも一方をイナクティブにすることによって熱機関のシャフト１２の機械２２との結合を解除するように制御することができる。

電気機械２２の作用のもとで自動車両が動いている間に熱機関をスタートさせるためには、クラッチ２８と３０が閉じられる。クラウン９４は次に、遊星歯車担体５８によって遊星歯車列２６の要素の全てを駆動し、遊星歯車列２６の要素は熱機関のシャフト１２を駆動する。

この構成は、特に自動車両の付属品（パワーステアリングポンプ、エアコンのコンプレッサ、など）を駆動するために、熱機関１０が依然として動作している可能性を残しつつ自動車両が前進ギアで走行するのを可能にする。

このように、電気機械２２は、一方で、自動車両のトラクション／推進、他方で、自動車両が動いているときに、熱機関をスタートさせる、二重の機能を果たす。

様々なギア比と電気機械２２を発電機として用いる考えられる様々な方法での、熱機関１０による自動車両のトラクション／推進を例証する他の構成を次に説明する。

これらの構成において、アクチュエータ１２６は中立位置または位置２のいずれかにあり、クラッチ２８と３０は共にアクティブな位置にあるか一方または他方がアクティブな位置にある。

クラッチ２８と３０が共にアクティブな位置にある構成では、熱機関１０のシャフト１２の回転は、シャフト５６をクラウン５０と共に、シャフト４２を太陽歯車３６と共に、したがって遊星歯車担体５８を回転駆動する。遊星歯車担体のこの回転は次に、壁６４を経て機械の遊星歯車列のクラウン９４に伝達される。

クローアクチュエータ１２６が位置２にあるとき、太陽歯車シャフト１１０、プレート１１６の軸受１１８、そしてクラウン９４に連結された遊星歯車担体５８の軸受６６は同じ速度で回転する。

機械遊星歯車列の遊星歯車担体９８は次に、ホイール１２０と１２２によって車軸１６を駆動し、他方、太陽歯車１０４はホイール１１２と１１４によって電気機械２２を回転駆動する。

この熱トラクションモードでは、電気機械２２は、車軸１６に伝達された電気機械のパワーと熱機関のパワーが組み合わされたモータ動作モードで、またはバッテリーまたは自動車両の電気付属品に電気を供給する発電機動作モードのいずれかのモードで使用することができる。

この場合、熱機関のパワーは、一方で、自動車両のトラクションのために、他方で、この機械を発電機として使用するために、この機械のロータ２４を回転駆動するために用いられる。

クラッチの一方または他方は次に、他のギア比を得るためにイナクティブな位置におくことができる。

クラッチ２８のイナクティブな位置とクラッチ３０のアクティブな位置では、熱機関１０のシャフト１２の回転は、遊星歯車６０を、それから遊星歯車担体５８を回転駆動するシャフト５６をクラウン５０と共に回転駆動する。遊星歯車担体のこの回転は次に、壁６４を経て機械遊星歯車列９６のクラウン９４に伝達される。

このように、クローアクチュエータ１２６が位置２にあるとき、クラウン９４の回転運動はプレート１１６に、それから軸受１１８によって歯付きホイール１２０に伝達される。このホイールはホイール１２２によって車軸１６を駆動し、他方太陽歯車１０４はホイール１１２と１１４によって電気機械２２を回転駆動する。

クローアクチュエータ１２６が中立位置（Ｎ）にあるとき、熱機関のシャフト１２によってクラウン９４に伝達されたトルクは、太陽歯車１０４の反作用を用いて、遊星歯車１００によって遊星歯車担体９８に伝達される。遊星歯車担体９８は次に、ホイール１２０と１２２によって車軸１６を駆動し、他方太陽歯車１０４はホイール１１２と１１４によって電気機械２２を回転駆動する。

クラッチ３０のイナクティブな位置と、クラッチ２８のアクティブな位置では、熱機関１０のシャフト１２の回転は太陽歯車シャフト４２を太陽歯車３６と共に回転駆動する。太陽歯車の回転は遊星歯車６０を、次に遊星歯車担体５８を回転駆動する。遊星歯車担体のこの回転は次に、壁６４を経て機械遊星歯車列９６のクラウン９４に伝達される。

この構成から、運動伝達が辿る経路は、クローアクチュエータ１２６の位置Ｎまたは２に対するクラッチ３０のイナクティブな位置に関連して説明した経路と同じである。

減速段階では、エネルギーの最大回収は、クラッチ２８または３０の少なくとも一方が開いているとき可能である。その理由は、この場合、フリーホイール３２と３４の存在によって、車軸１６から熱機関１０へのトルク伝達が不可能であるからである。

クラッチ２８と３０が両方とも閉じられているとき、車軸から来るパワーは、一部が熱機関（エンジンブレーキ）によって吸収され、一部が機械２２によって吸収される（エネルギー回収）。

この構成は、バッテリーが空であれば、自動車両が熱トラクションモードでのみ使用されるのを可能にする。その理由は、機械２２を反応手段として使用することは、それが発電機として使用されることを可能にするからである。このように、熱機関のパワーは、一部が自動車両のトラクションのために使用され、一部がバッテリーを充電するために使用される。

機械２２をリアクション手段として使用することは、クラッチ２８と３０が既に閉じられているとき、自動車両のプルアウェイ（自動車両がそのゼロ速度からスタートすること）を得ることも可能にする。

図２の変形例は、電気機械遊星歯車列９６のクラウン１９４が、自動車両の固定部分４８上に設けられた軸受２００上に回転自由に取り付けられている点で図１と異なる。

このクラウンは、このクラウンに同軸に配置され、電気機械２２のロータ２４の歯付きホイール１１４と協働する外歯付き細長片２１０に固定して連結されている。

この変形例は、遊星歯車列９６の遊星歯車担体１９８が軸受１１８の自由端に設けられたカップリング面１３０を支持している点でも異なる。この面は、既に述べたように、制御手段１３２の作用下で、２つのアクティブな位置（１、２）と中立位置（Ｎ）を備えたクローアクチュエータ１２６を有する制御されたカップリング１２４に属する。このアクチュエータは、遊星歯車担体のカップリング面１３０、または、ここでは中空シャフト４２を受け入れる軸受４６のレベルにある、パワートレインの固定部分４８によって支持された他のカップリング面１２８と協働することができる。クローアクチュエータは、遊星歯車担体５８の垂直壁６４と太陽歯車１０４のフランジ１０８を支持する管状の軸受１１２上に取り付けられている。

この変形例の動作モードは、電気および熱トラクション／推進に関して図１のそれと同じである。

図２の変形例に極めて近い図３の変形例において、図２のクラウン９４と細長片２１０は、内歯付きクラウン３９４の形態の単一の組立て体にグループ化されている。このクラウンの長さは図２の歯付きクラウンの長さよりも長く、クラウンは、パワートレインの固定部分４８によって支持された軸受２００内に、自由に回転するように収容されている。したがって、クラウン３９４の内歯付き細長片は、電気機械２２の歯付きホイール１１４および遊星歯車担体１９８の遊星歯車１００を受け入れることが意図されている。

同様に、この変形例のトラクション／推進動作モードは図１のそれと同じである。

図４の変形例は、それが追加の制御されたカップリング１４０を有する点で図１の変形例と異なっている。このカップリングは、単一の噛み合い位置（１）と中立位置（Ｎ）を有し、パワートレインの固定部分４８によって支持された固定カップリング面１４４と協働することができる軸方向変位アクチュエータ１４２を含んでいる。

この図４においてわかるように、アクチュエータ１４２は、太陽歯車シャフト１１０の延長部分１４６上に配置され、カップリング面１４４はこのアクチュエータの反対側に、より詳しくはシャフト４２の端部４４を受け入れる軸受４６上に配置されている。

この追加のカップリングは、狭い範囲のギア比にわたって、熱機関のみによって自動車両のトラクションを得ることを可能にし、一方遊星歯車列によって支持されたアクチュエータ１２６は中立位置（Ｎ）にある。

追加のカップリング１４０のアクチュエータ１４２と面１４４が連結されている間、太陽歯車１０４は回転がロックされている。したがって、熱機関によって伝達されるパワーは、歯付きホイール１２０と１２２を経て車軸１６に伝達されるために、クラウン９４と遊星歯車担体９８を通過する。

この変形例のパワートレインの動作は、追加のカップリング１４０についての動作を除いて、図１のそれと同じである。

図５の例は、電気機械５２２のロータ５２４が太陽歯車シャフト１１０からなり、歯付きホイール１１２と１１４が除去されている点で図１の例と異なっている。

さらに、パワートレインのこの変形例の動作モードは図１のそれと同じである。

図６に示された例は、アクチュエータの位置１と２が、互いに分離され、歯車列９６のクラウン９４上に回転不能に、しかし自由に並進するように連結された２つの制御されたカップリング６２４と６２６によって得られる点で図１の例と異なっている。

図１におけるように、カップリングの１つ、６２４は遊星歯車列９６のクラウン９４によって支持され、このクラウン９４がプレート１１６に連結されるのを可能にする。

このカップリングは、２つの位置、すなわち、中立位置（Ｎ）と、クローアクチュエータ６２８が、プレート１１６によって支持されたカップリング面１３０と協働するアクティブな位置（２）を備えたクローアクチュエータ６２８を有している。

他のカップリング、６２６は、機械遊星歯車列９６のクラウン９４に固定して連結された軸方向部材６３０によって支持され、クラウン９４がパワートレインンの固定部分４８に連結されるのを可能にしている。

この他のカップリングは、２つの位置、すなわち、中立位置（Ｎ）と、クローアクチュエータ６３２が、固定部分４８によって支持された固定カップリング面１２８と協働するアクティブな位置（１）を備えたクローアクチュエータ６３２を有している。

勿論、各アクチュエータは、アクチュエータ６２８の場合、プレート１１６との連結（位置２）、アクチュエータ６３２の場合、パワートレインの固定部分１２８との連結（位置１）、または両アクチュエータの場合、２つのカップリング面のいずれとも連結されずに中立位置（Ｎ）にあることを達成する制御手段６３４、６３６の制御を受ける。

他の構成に対するこの変形例の動作モードも図１のそれと同じである。

図７に示された例は、制御されたカップリング７２４、７２６がもはや電気機械遊星歯車列９６のクラウン９４とその両方が回転不能であるわけではない点で変形例６とは異なっている。

カップリングのたった１つ７２４は機械遊星歯車列９６のクラウン９４によって支持され、このクラウンがプレート１１６に連結されるのを可能にする。

このカップリングは、２つの位置、すなわち、中立位置（Ｎ）と、クローアクチュエータ７２８が、プレート１１６によって支持されたカップリング面１３０と協働するアクティブな位置（２）を備えたクローアクチュエータ７２８を有している。

他のカップリング７２６は、エンジン遊星歯車列２６のクラウン５０によって支持され、このクラウンがパワートレインの固定部分４８に連結されるのを可能にする。

この他のカップリングは、２つの位置、すなわち、中立位置（Ｎ）と、クローアクチュエータ７３０が、固定部分４８によって支持された固定カップリング面１２８と協働するアクティブな位置（１）を備えたクローアクチュエータ７３０を有している。

図６におけるように、各アクチュエータは、アクチュエータ７２８の場合、プレート１１６との連結（位置２）、アクチュエータ７３０の場合、パワートレインの固定部分１２８との連結（位置１）、または両アクチュエータの場合、２つのカップリング面のいずれとも連結されずに中立位置（Ｎ）にあることを達成する制御手段７３２、７３４の制御を受ける。

この変形例は、一方で、変速装置１４の第１のギア比でのエンジンブレーキ作用を得、他方で、トランスミッションが、連続変化モード（図１の場合のアクチュエータ１２６の中立位置に対応する）で使用されるときにエネルギー回収を達成することを可能にする。

他の変形例の場合と同様に、この変形例は本質的に同じ動作構成を有している。

図８に示された変形例は、機械遊星歯車列９６が、シャフト４２を囲むことによって、もはや熱機関遊星歯車列２６と同軸ではない点で図１の変形例と異なっている。

変速装置１４によって構成された組み立て体の構成は図１のそれと同じであり、遊星歯車列９６は、エンジン遊星歯車列について前述した中空のシャフト４２にほぼ平行な固定シャフト８１０上に配置されている。

２つの歯車列の回転連結は、２つの歯付き細長片８１２、８１４の協働によって行うことができる。

細長片の１つ８１２は、遊星歯車列２６の遊星歯車担体５８によって支持され、歯車列９６のクラウン９４によって支持された他の細長片８１４と、噛み合いによって協働する。

そのような設計の利点は、それが、車軸１６の、熱機関１０のシャフト１２と同じ方向の回転を得ることを可能にすることである。

さらに、この変形例の動作モードは図１のそれと同じである。

このように、上記した構成は、自動車両が電気モータによって駆動されるときの２つのギア比と、自動車両が熱機関によって駆動されるときの３つのギア比を得るのを可能にする。

継続的な改良を目指して、本出願人は、自動車両が、図９に示されているように、追加の第４のギア比で熱機関によって駆動されるのを可能にすることによって、この可変速度伝達装置をさらに完全なものとした。

この追加のギア比によって、熱機関は、より大きな車輪トルクを有しつつ、より良好な動作点で使用される。

図９において、パワートレインは熱機関１０と変速装置１４を有している。このパワートレインは、ロータ２４付きの電気機械２２も有している。

このパワートレインは、自動車両の駆動輪１８を、有利には差動ブリッジ２０によって駆動するのを可能にする駆動車軸１６と連結されている。

変速装置１４は、エンジン遊星歯車列２６と、機械遊星歯車列９６と、２つの制御されたクラッチ２８、３０と、２つの自動一方向カップリング、ここではフリーホイール３２、３４と、速度伝達トラックと呼ぶ回転運動伝達トラック９３８と、を有している。

エンジン遊星歯車列２６は、図１に関連して説明したものと同じ要素を有している。

エンジン遊星歯車列２６と同軸に配置された機械遊星歯車列９６は、クラウン９４の細長片９２が、シェル５４の両側に、より大きな長さにわたって延びている点で、図１のエンジン遊星歯車列２６とは異なっている。この細長片は周辺の外歯も有している。

この変速装置の回転運動伝達トラック９３８は、エンジンシャフト１２とクラウン５６と太陽歯車４２のシャフトにほぼ平行な回転運動伝達シャフト１０３４を有している。このシャフトは有利には、ここではフリーホイールの形態の一方向カップリング１０４０によって互いに接続された２つの部品１０３６と１０３８（すなわち半シャフト）によって構成されている。各半シャフト１０３６、１０３８は、パワートレインの固定部分から生じる軸受１０４２、１０４４によってそれぞれ支持され、フリーホイール１０４０はこれら２つの軸受の間に配置されている。

このシャフトは、歯車列９６のシャフト１２とクラウン９４に接続されるための回転連結手段を支持している。したがって、半シャフト１０３６は、シャフト１２によって支持された歯付きホイール１０４８と協働し、このエンジンとクラッチ２８の間に配置され、したがってシャフト１２との回転連結を生じる歯車を構成する歯付きホイール１０４６を、エンジン１０を向いた端部において支持している。

他の半シャフト１０３８は、機械遊星歯車列９６のクラウン９４の細長片９２の外歯と、噛み合いにより協働し、したがってこのクラウンとの回転連結を可能にする手段も構成する歯付きホイール１０５０を、機械２２を向いた端部において支持している。

勿論、切欠きベルト、チェイン、などのような、回転連結を生じる他のシステムを用いることができる。

図でよくわかるように、２つの半シャフトの一方の自由端は、フリーホイール１０４０を収容するケージ１０５２を支持し、他の半シャフトの自由端はこのフリーホイールの内径に当たっている。

このことは、２つの半シャフトが単一の回転方向に同時に回転するのを可能にしている。

他のギア比を、クラッチ２８と３０がイナクティブな位置にあり、カップリング１２４が位置Ｎまたは２にある速度伝達トラック９３８によって遊星歯車列２６と９６の外で得ることができる。

エンジン１０のシャフト１２の回転運動は、歯付きホイール１０４８と１０４６からなる歯車によって半シャフト１０３６に伝達される。この半シャフトのこの回転運動は次に、他の半シャフト１０３８を同じ回転方向に駆動するように、アクティブなフリーホイール１０４０によって他の半シャフト１０３８に伝達される。この半シャフトの回転は、歯付きホイール１０５０によってクラウン９４に伝達される。

上記したように、この構成では、運動伝達が辿る経路は、クラウン９４から歯付きホイール１２０と１１２に至る経路と同じである。

このことは、エンジン遊星歯車列を使用することなく、そして機械遊星歯車列を使用しつつエンジン遊星歯車列を迂回することによって他のギア比を得ることを可能にする。

Claims (20)

1. ハイブリッド型自動車両用パワートレインであって、電気機械（２２）と、熱機関（１０）と、制御されたクラッチ（２８、３０）のみによって熱機関（１０）のシャフト（１２）にそれぞれ接続されているとともに、一方向カップリング（３２、３４）のみによって前記自動車両の固定部分（４８）にそれぞれ接続された太陽歯車（３６）およびクラウン（５０）を備えたエンジン遊星歯車列（２６）を含む変速装置（１４）と、運動を駆動車軸（１６）に伝達する運動伝達トラック（１２０、１２２）と、を有する、ハイブリッド型自動車両用パワートレインにおいて、エンジン遊星歯車列（２６）を前記運動伝達トラック（１２０、１２２）に接続する他の遊星歯車列（９６）を有することを特徴とするハイブリッド型自動車両用パワートレイン。
2. 他の遊星歯車列（９６）の要素の少なくとも１つによって支持された少なくとも１つの制御されたカップリング（１２４、１４０；６２４、６２６）を有することを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド型自動車両用パワートレイン。
3. エンジン遊星歯車列（２６）の要素の少なくとも１つによって支持された少なくとも１つの制御されたカップリング（７２６）を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のハイブリッド型自動車両用パワートレイン。
4. 制御されたカップリング（７２６）がエンジン遊星歯車列（２６）のクラウン（５０）によって支持されていることを特徴とする、請求項３に記載のハイブリッド型自動車両用パワートレイン。
5. 制御されたカップリング（１２４、１４０）が、アクチュエータ（１２６、１４２、７２８、７３０）と、前記アクチュエータと連結された少なくとも１つのカップリング面（１２８、１３０；１４４）を有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載のハイブリッド型自動車両用パワートレイン。
6. カップリング面（１２８、１４４）が前記パワートレインの固定部分（４８）によって支持されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載のハイブリッド型自動車両用パワートレイン。
7. カップリング面（１３０）が前記他の遊星歯車列（９６）の要素の１つによって支持されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載のハイブリッド型自動車両用パワートレイン。
8. カップリング面（１３０）が前記他の遊星歯車列（９６）の遊星歯車担体（９８）によって支持されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載のハイブリッド型自動車両用パワートレイン。
9. アクチュエータ（１２６、１４２）が前記他の遊星歯車列（９６）の構成要素の１つによって支持されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載のハイブリッド型自動車両用パワートレイン。
10. アクチュエータ（１２６）が前記他の遊星歯車列（９６）のクラウン（９４）によって支持されていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載のハイブリッド型自動車両用パワートレイン。
11. アクチュエータ（１２６、１４２）が前記他の遊星歯車列（９６）の太陽歯車（１０４）によって支持されていることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載のハイブリッド型自動車両用パワートレイン。
12. エンジン遊星歯車列（２６）と前記他の遊星歯車列（９６）が互いに同軸に配置されていることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載のハイブリッド型自動車両用パワートレイン。
13. シャフト（１２）に平行で、前記シャフト（１２）と前記他の遊星歯車列（９６）のクラウン（９４）の間の接続のための回転運動伝達トラック（９３８）を有することを特徴とする、請求項１から１２のいずれか１項に記載のハイブリッド型自動車両用パワートレイン。
14. 前記回転運動伝達トラック（９３８）が、シャフト（１２）及び前記他の遊星歯車列（９６）のクラウン（９４）との接続のための回転連結手段（１０４６、１０４８；１０５０）を支持する伝達シャフト（１０３４）を有することを特徴とする、請求項１３に記載のパワートレイン。
15. 前記回転運動伝達トラック（９３８）が、一方向カップリング（１０４０）によって互いに接続された２つのシャフト（１０３６、１０３８）を有することを特徴とする、請求項１３また１４に記載のパワートレイン。
16. 前記一方向カップリングがフリーホイール（１０４０）を有することを特徴とする、請求項１５に記載のパワートレイン。
17. シャフト（１２）との接続のための前記連結手段が歯車（１０４６、１０４８）を有することを特徴とする、請求項１４に記載のパワートレイン。
18. 前記他の遊星歯車列（９６）のクラウン（９４）との接続のための前記連結手段が、前記他の遊星歯車列（９６）のクラウン（９４）の細長片（９２）によって支持された外歯と協働する歯付きホイール（１０５０）を有することを特徴とする、請求項１４に記載のパワートレイン。
19. 伝達シャフト（１０３４）がシャフト（１２）と平行であることを特徴とする、請求項１４から１８のいずれか１項に記載のパワートレイン。
20. 伝達シャフト（１０３４）が前記パワートレインの固定部分によって支持された軸受（１０４２、１０４４）によって支持されていることを特徴とする、請求項１４から１９のいずれか１項に記載のパワートレイン。

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